在浩浩蕩蕩的某廠商“500萬輛在一起”前一個月,工信部指導搞了一場中國新能源汽車第2000萬輛下線活動。
無論在國內還是全球范圍,中國汽車已經與新能源深度綁定,很難講究竟是新能源給了我們一個機會,還是我們給了新能源一片沃土。
這些年討論電動車文章打印出來摞一起,厚度直追旅行者1號不成問題。油與電甚至電與氫的爭論從未停歇過,今天的局面究竟是技術演進的必然,還是人力助推的偶然呢?
新能源、電動化、純電化,取決于不同的層次、不同的角度,也會有著不同的答案。
電驅?電池?先厘清楚
在諸如“電動車是不是未來”之類浩如煙海的包漿討論中,你一定看到過“最早的電動車18XX年就發明了”、“電動車發明比汽油車還早”之類專門打擊固有認知的歷史典故。
但其實只要小腦瓜稍微轉一轉,不難意識到這是典型的挖著個夜壺上《鑒寶》。
百多年前機動車剛發明時,一定有內燃機也一定有其他各種動力:蒸汽機、蓄電池甚至人力腳踏。百花齊放是順理成章的事,車載倉鼠輪當動力都不稀奇。
人類百年前曾嘗試過使用電池為汽車動力(并最終放棄),這事對于“電動車是不是今天的大趨勢”,無論于正方反方其實都不構成任何程度的觀點支持。
同樣一段歷史,挖墳動機卻可以剛好相反。有些試圖以此說明電動車很成熟,畢竟其歷史媲美汽油車;有些試圖說明電動車很簡陋,只是百年前已有技術的翻版。
一百年前的電池和今天的天差地別,一百年前的汽車和今天的車也判若兩物,搬出“百年前那種電池可以造出百年前那種車”來說明“今天這樣的電池能或不能滿足今天的車”,石樂志。
但偏偏,人們樂于抓住任何可能證明自己更加正確的“證據”,因為討論者在不經意間已經半主動半被動地分出了“支持”與“反對”兩個陣營——盡管著眼于yes or no的爭執大多毫無意義。
“新能源”是一個十分宏大但模糊的命題,“燃油車”也是一個從未有公認嚴格界限的范疇,而大眾媒體往往不對其加以細化而隨性選用。
于是經??梢钥吹?,打著“電動車”旗號實際上說的是“純電+插混”這個整體、討論“新能源”卻囊括了含48V輕混在內的任何非100%純燃油車……混亂如斯,不勝枚舉。
為了將話題引向更吸引眼球的“是與非”范式,大家也是煞費苦心。
而這些文字游戲的相似之處也隱約透露出一點:比起鋰電池儲能,在內燃機驅動的原有體系中增加電驅動即所謂“電驅化”,是一種更難否認、更難質疑的變化。
走近極限,走入現實
全世界會不會被鋰電池純電動車統治是社會公眾觀點矛盾的根本,但是從油到電這個方向進發的動態過程,是沒有任何疑問的共識,是驅動技術自然演進的必然。
說共識是因為邏輯與原因很好接受,一是車用內燃機距離理論熱效率極限越來越近,二是無論怎樣提高燃油利用率都不可能讓燃油機動車變身為清潔能源車。
后者最容易理解,卻也常被選擇性無視。哪怕內燃機突破物理定律實現99%熱效率,也終究需要燃油和排放,不做量化而只看性質,汽車永遠不可能實現零排放。
作為一個方向,這與人類理想中的能源可持續化是相悖的。換句話講哪怕有一天全球用電100%為清潔可持續能源發電,繼續使用內燃機的汽車也無法借此實現零碳化。
這也是廣為流傳的“電網都是火電所以電動車不環?!闭`區的癥結所在:僅以靜態視角看問題,而無視動態變化的可能性差異。
當然,在我們可預見的未來汽車并不需要絕對零碳,那么有沒有可能比如內燃機效率可以提升至90%、全球汽車耗油只剩1/10,那點碳排放也就不值一提呢?
回過頭看原因一,在可見的未來可能應用到現實的技術條件下,車用內燃機的理論熱效率極限一般認為在60%上下。再高效率所要求的熱機形態就需要根本性改變汽車乃至交通構造。
過去不到十年內,汽車行業完成了從第一臺熱效率40%汽油機,到今天45+%已近量產、43%滿街跑的全面進化。回看過去一百年,今天這個速度可以說相當快。
不過進步飛快的另一面,則是邊際效用遞減日漸凸顯:剩余的提升空間有限,而相對應的收益越來越小,所要求的實際條件還愈發苛刻。
事實上,可能和很多人想象中不同,內燃機在性能提升與環保減排二者夾縫之間尋找出路,并不是直到今天電動車出現才發生的,而是貫穿了人類有環境意識至今。
本世紀以來,缸內直噴、小排量渦輪化、高壓縮比、EGR廢氣再循環、高壓噴射、稀薄燃燒等一系列高效技術出現和應用,電氣化只是其中的一環,也不僅限于顯見的增加混動電機。
再往后,依然有一部分廠商劍指50%以上,但是當真的逼近和探查到60%左右那個現有框架下的最高熱效率的極限值,已經漸漸變得不那么值得,也不再適合多數車企。
最新一批在研高效機型,大多已被定義為混動甚至是增程專用,其更高效率也需要配合電驅動才會得以實現。而以上所有的效率字眼,指的都僅僅是內燃機的最高熱效率。
開,往城市的中心開
我們每每在新聞上所聽到的“41%”之類數字,如無特指,形容的都只是一臺內燃機的最高熱效率,即在實際中所能達到的效率天花板。
對于絕大多數搭載內燃機的汽車,穩定于最高熱效率工況是不可能的,哪怕是各類混動也只是減少了一定的偏離。所以實際熱效率要打一個不小的折扣,折扣多少取決于參考工況。
比如最高熱效率43%,對于燃油車而言,典型使用工況下的綜合熱效率可能只有30%左右,混動可能略高、增程可能更接近最高,這是非常正常的。
實際上主流報道中對于電機效率動輒90%多的描述,也只是其最高熱效率,在工況圖形的邊緣也會存在低至70%的區域。只是相對內燃機,電機高效區占比更大,且低效不體現為環境殺手。
眾所周知,燃油車中高車速勻速行駛一般最省油,而低速走走停停、超高速巡航都會增加油耗。尤其是堵車讓內燃機持續工作在低效區疊加怠速油耗,幾乎是最不適合發揮效率的情況。
在十幾年前,西方發達國家也許幾十年前,汽車保有量還不似今天這般飽和,私家車通常不需要應對如此高占比、普遍性的擁堵,更不會常年以“兩公里開半小時”方式工作。
而近些年,交通環境也一直在朝著不利于內燃機省油的發向發展。對于一輛純燃油車,即便其內燃機的最高熱效率相當好看,大比例的擁堵工況也會使實際中的綜合熱效率大打折扣。
開過燃油車的應該都懂,標稱油耗7L/100km的車高速巡航可能只需5L/100km,但是堵幾天車就會猛躥到15L/100km。
于是,無論“比重”和“權重”如何,多多少少加入電驅動,就成了比起頭鐵硬拉熱效率更為劃算、更為快速的應對之策。
其實電驅動也會因堵車增加能耗,現代都市通勤常見的頻繁冷啟動也不利于電耗。但電能的平均獲取成本和潛在排放壓力,比起燃油實在低太多。對于純電而言電網價格便宜得多,對于混動而言也有動能回收這類儲能再利用。
內燃機最高熱效率漸漸走近理論極限,繼續提高越來越不劃算,但同時普遍加入的電驅動化,又讓新一代內燃機可以撇除對純燃油車照顧非高效區性能的顧忌,最終這兩股力量將相伴而終。
如果說環保排放壓力推著內燃機走向熱效率極限,導致電氣化包括電驅化在內大舉“入侵”,那么主流用車工況和交通環境,則是潛移默化中助推了這一漸漸“添電”的趨勢。
如果拋開各國政策對于“新能源”的劃線界定,可以認為不同程度上為內燃機加入電驅動色彩是一種必然,也是內燃機過去百年發展歷程的自然延續。
只不過當電驅化增加到一定程度,比如插電、增程乃至純電(100%替代),人們開始將這一階段的這些產物稱為,新能源車。如果這么看待,那么新能源也可認為是一種必然。
所以,內燃機的角色淡化同樣是必然。必須承認,部分老車迷所樂道的機械感、沉浸感、激動人心,放在歷史的長河中渺小到不值一提,就像蒸汽朋克再怎么迷人也只能化身亞文化。
但是細致來講,電驅動以怎樣的節奏比如何時100%替代內燃機,以及驅動的電能是以鋰電池、氫燃料或其他什么方式儲存和運輸,又不再屬于這一“必然”的范疇。
哪怕今天鋰電池已經在純電、新能源兩層定義中占絕對主導地位,也并不能就此認定它一定是所謂的“未來終局”,世界始終處于動態變化中,A技術的瓶頸期就可能給予B技術突破窗口。
所以鋰電池和(以鋰電池儲能的)純電動車則是一種偶然,它們在今天這個時間發展到今天這個程度是一種偶然。這種偶然既包括了主觀人為因素,比如政策導向和企業投入,也包括了非主觀因素,比如經濟周期和環境變化情況。
電驅化作為一個方向是必然的,而今天鋰電主導新能源和純電引領新能源車的局面則是充滿偶然性的,是必然的背景之下疊加著偶然的多方角力結果,推著我們走到今天。
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原文標題:2000萬輛回頭看,命運齒輪如何轉
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